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風電葉片的回收再利用技術(shù)

2025-07-11 11:27:19

全球風電葉片壽命約為20 ~ 25年。2020年,歐洲約28%的風電葉片已服役超15年,德國、西班牙、丹麥的相關(guān)比例達41% ~ 57%。預(yù)計2025年全球退役葉片超50萬t(歐洲約30萬t、美國約10萬t、中國約5萬t)。退役葉片的回收利用已成為行業(yè)關(guān)注的重點和難題,早期采用的填埋/焚燒方法因污染和零價值,已被多國禁止,現(xiàn)主攻機械破碎、熱裂解(分解樹脂)、化學降解(解聚基體)三類方法,并需加速研發(fā)以實現(xiàn)環(huán)保再生與規(guī)模化應(yīng)用。


機械回收法通過破碎分選熱固性復(fù)合材料,獲得纖維和樹脂粉末,可降級用于填料等。熱固性復(fù)合材料粉碎成不同粒徑后的具體用途如表所示。

熱固性復(fù)合材料機械回收粉末粒徑及具體用途


熱裂解法通過高溫無氧分解熱固性復(fù)合材料,回收油氣及性能受損纖維,但該方法存在能耗高、尾氣處理難等問題。目前劍橋大學O’Dea等采用超臨界CO2/乙醇溶劑(300 ℃)實現(xiàn)碳纖維強度保留率超90%;FraunhoferICT研發(fā)了連續(xù)裂解設(shè)備(200 kg/h,能耗降低40%),推動葉片回收中試應(yīng)用。

熱固性復(fù)合材料化學回收法是通過化學降解手段,主要用酸/堿催化或溶劑破壞樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),再分離、提純,提取出復(fù)合材料中的樹脂基體分解物并回收纖維。該方法具有高回收價值(纖維回收率可達90%以上,且力學性能損失較小)、產(chǎn)物可循環(huán)(樹脂基體降解生成小分子單體可直接用于新樹脂的合成)、對環(huán)境友好(相比焚燒或填埋,化學回收可減少約70%的碳排放,且避免有害氣體如二噁英的生成)等優(yōu)勢,適用于風電葉片等大型復(fù)雜構(gòu)件的整體回收,無需預(yù)粉碎,避免了纖維損傷。但其存在工藝成本高、能耗強度大、溶劑有殘留風險、生產(chǎn)效率低等問題,目前該技術(shù)成熟度低,僅少數(shù)企業(yè)(如日本碳素(Nippon Carbon)、ELG Carbon Fibre)實現(xiàn)了中試規(guī)模生產(chǎn),但其連續(xù)化反應(yīng)器和廢液處理系統(tǒng)仍需優(yōu)化。

來源:紡織導報